碳纤维网格(CFN)加固RC双向板的抗弯性能试验

采用碳纤维网格(Carbon Fiber Net,CFN)加固系统对建筑结构进行加固修复可在几乎不改变结构截面尺寸的前提下提升结构的力学性能。为深入评估CFN加固RC板的抗弯性能,分别对3块配筋相同的RC双向板进行了四点弯曲加载试验,研究不同加固方式对RC板抗弯性能的影响规律。研究表明:CFN加固系统可实现与混凝土基面的有效粘接、共同受力;与未加固试件相比,CFN加固系统可有效限制RC板裂缝的发展,延缓试件破坏,弯曲韧性得到明显增强,并能显著提高RC板的极限承载力,保证RC板得到可靠的安全储备。研究结果为CFN加固混凝土结构的工程应用提供了技术支持。

双向碳纤维网格在上海堤防维修加固工程中的应用

堤防结构定期维修加固是预防安全隐患,确保堤防设施安全运行的重要手段。结合双向碳纤维网格在上海堤防设施维修加固工程的首次应用实例,介绍了碳纤维网格加固方法,分析了碳纤维网格加固系统在堤防维修加固工程中的适用性和先进性,探究了碳纤维网格受弯加固原理,推导了受弯承载力计算公式并验证了公式的正确性,为类似堤防维修加固工程提供参考和借鉴。

网格尺寸对碳纤维丝束风力发电机叶片融冰效果的影响研究

基于碳纤维材料优良的电热性能,针对碳纤维复合材料在风力机叶片的电热防冰/除冰技术研究现状,提出基于T3001K碳纤维丝束的风力发电机叶片防冰/除冰的方法。制作包含保护层、基层和发热层3层结构的碳纤维发热元件。在多功能人工气候实验室测试碳纤维发热元件的融冰性能。采用数值计算法研究碳纤维发热元件融冰过程中的表面温升特性。结果表明:碳纤维发热元件具有优良的融冰性能,较传统电热除冰方法具有质量轻、电阻稳定性较好、发热均匀性良好等优点;网格尺寸越大,发热元件的发热均匀性越差;相同的加热功率密度条件下,网格尺寸对发热元件的融冰效果影响较小。

碳纤维网格排列电磁屏蔽效率的分析

本文研究了碳纤维平行和网格排列结构对0.5～2.0GHz频率内电磁波的屏蔽特性,实验结果表明材料的电磁屏蔽效能与碳纤维排布间距密切相关。此外,通过网格排列与不锈钢织物和平行排列屏蔽效能的对比,得出网格排列对电磁波衰减作用同网格状织物相似、与平行排列在所测频段内互补。

碳纤维网格筋加固钢筋混凝土单向板的试验研究

碳纤维网格筋是一种碳纤维复合材料型材,对不同加固方式的碳纤维网格筋加固的钢筋混凝土单向板进行试验研究,并与碳纤维片材加固板进行了对比。试验结果表明碳纤维网格筋对钢筋混凝土单向板的承载力、强度、刚度有十分显著的加固效果。

碳纤维网格加固砌体墙抗震性能试验

采用碳纤维网格(CFN)加固系统对建筑结构进行加固修复,可在几乎不改变结构截面尺寸的前提下提升结构的力学性能.为了深入评估 CFN 加固砌体结构的抗震性能,通过对 4 片无筋砌体墙进行低周往复加载试验,研究了不同加固方式对砌体结构破坏形态、承载力、滞回曲线、刚度退化、延性和耗能能力等特性的影响规律.研究表明:各加固墙体破坏时,CFN 加固系统未发生明显剥离,能与墙体基面有效黏结、协同工作;未加固墙体与加固墙体破坏模式不同,未加固墙体呈脆性剪切破坏,单面加固墙体呈延性较好的剪切破坏,双面加固墙体呈延性优良的弯剪破坏;CFN 加固系统限裂能力强,能有效抑制墙体主裂缝的发展,保障墙体的完整性,提高可修复性;与未加固墙体相比,各加固墙体极限承载力、延性和耗能能力均有明显提高,其中双面 CFN 加固墙体的效果最显著,极限承载力提高87.0%,延性系数提高52.2%,加载后期同一位移下耗能能力最强;单面CFN加固、双面CFN加固和双面CFN加固并端部锚固墙体初始刚度大,分别为未加固墙体的1.11、2.38、1.64倍,各加固墙体刚度退化较未加固墙体有明显后滞且破坏刚度均大于未加固墙体;墙体双面加固并对 CFN 端部钢条压铆,抗震效果强于单面加固但弱于墙体双面加固.研究结果可为CFN加固砌体结构的工程应用提供技术支持.

碳纤维网格加固混凝土构件力学性能研究进程

碳纤维网格材料广泛应用于土木工程领域加固钢筋混凝土构件中。碳纤维网格加固混凝土构件力学性能效果显著,且与聚合物水泥砂浆复合加固提高抗剥离性、防火性能。针对碳纤维网格和聚合物水泥砂浆复合加固应用现状、碳纤维网格的抗弯、抗剪以及疲劳性能及主要研究成果的优点和不足,继而提出可进一步深入研究的新观点。

三维碳纤维网格筋增强混凝土板受弯理论分析

介绍了一种可以运用到海港、无磁环境的CFRP混凝土薄板——三维碳纤维网格筋增强混凝土板,用碳纤维网格筋代替容易锈蚀的钢筋,并在上下CFRP网格筋之间用CFRP工字棒连接,既增强了构件的整体性,又提高了混凝土板的刚度。运用截面换算法推导出了三维碳纤维网格筋增强混凝土板在正常使用阶段的截面有效抗弯刚度;在假定"超筋"破坏的前提下,用平截面假定推导出了三维碳纤维网格筋增强混凝土板的抗弯极限承载力;依据相关规范进行三维碳纤维网格筋增强混凝土板的设计并给出设计实例及计算方法。

碳纤维网格加固混凝土梁制备及其抗折性能研究

针对目前混凝土梁抗折性能下降的问题,设计制备一种高抗折性能的碳纤维网格加固混凝土梁.通过三点弯抗折实验对材料的承载能力进行表征.通过探究加固位置、加固层数和端部锚固等实验参数对混凝土梁试样抗折性能的影响,最终确定碳纤维网格加固混凝土梁的最佳制备工艺参数.结果表明,相比于C-28试样,B-CFG-28试样的平均抗折强度增长率为174.6%.综合考虑力学性能和成本,碳纤维网格最佳的加固位置为混凝土梁底部,最佳的加固层数为1层,端部锚固能有效抑制砂浆试样斜裂纹的产生.相比于B&M-CFGs-28试样,B&M-CFGs-EA-28试样的抗折性能提升27.2%.实验结果表明:碳纤维网格加固系统能够显著增强混凝土梁的承载能力,抗折性能优异的碳纤维网格增强混凝土梁有望在实际工程中得到广泛的应用.

延性高强砂浆夹碳纤维网格加固砖墙抗震性能试验研究

为了研究碳纤维网格在砖墙加固中的作用,设计了4个试件,进行低周往复荷载试验。试验结果表明,碳纤维网格与高延性砂浆结合成形成的复合加固层与砖墙未出现剥离现象,裂缝分布均匀,砖墙与加固层协同受力及变形性能较好,可以显著提高墙体抗裂性能和极限承载力。

碳纤维网格加固中小跨径桥梁受力性能分析及试验

为分析经碳纤维网格加固的桥梁受力特性,本文采用有限元分析及实桥荷载试验方法对碳纤维网格加固前后桥梁受力性能进行讨论。结果表明,碳纤维网格可有效分担部分应力,减小梁底应力,经碳纤维网格加固后桥梁同等荷载作用下挠度亦有减小,结构刚度有所改善,可提高旧桥的承载能力。

非织造基网格型碳纤维复合材料的屏蔽性能分析

在PET非织造基材表面,采用等间距排列连续碳纤维的方式制备网格型单层和双层碳纤维复合材料,测试分析具有不同排列间距、重叠层数和重叠角的复合材料,在30 MHz^1.5GHz频段内的电磁屏蔽性能,从而为制备低成本、高性能的电磁屏蔽复合材料提供一定的理论指导。结果表明:对单层网格型复合材料,在碳纤维排列间距为6mm时,其最优屏蔽效能特征峰值为46.66dB,对应频率1.05GHz;对双层网格型复合材料,以0°-0°角重叠、排列间距为6mm时,其屏蔽效能特征峰值达到51.31dB,对应频率1.15GHz;相比于单层复合材料,双层复合材料的屏蔽性能提高了10%,其有效频宽提高了42%。

高强砂浆粘贴碳纤维网格布加固钢筋混凝土梁正截面受弯性能试验研究

通过对5个不同的高强砂浆粘贴碳纤维网格布加固钢筋混凝土梁加固试件及1个未加固试件的对比试验,分析了该加固方法的有效性,测试了各试件抗弯承载力、延性、破坏形态,并提出了该类构件的抗弯承载力计算方法。结果表明:(1)采用高强砂浆粘贴碳纤维网格布加固梁后,梁的抗弯承载力提高了36%~57%;(2)可通过在梁底增加粘贴层数或在梁侧增加粘贴面积提高高强砂浆粘贴碳纤维网格布加固钢筋混凝土梁的抗弯承载力,在梁侧粘贴时,粘结高度不宜超高梁高的1/2;(3)用本文建议公式可计算高强砂浆粘贴碳纤维网格布加固钢筋混凝土梁正截面受弯承载力,公式中的纤维网格布抗拉强度折减系数,对于在梁底粘贴1层粘贴碳纤维网格布的构件可取0.5;对于在梁底粘贴2层粘贴碳纤维网格布的构件可取0.7;对于梁底全部以及梁侧1/2高度处粘贴1层的构件,可取0.45。

碳纤维网格加固梁抗弯性能试验研究

为促进碳纤维网格这种新型碳纤维产品在桥梁工程中的应用,以桥梁规范中的适筋梁理论为基础设计试件,采用实际工程的碳纤维网格加固方案分别对未开裂的和开裂的钢筋混凝土梁试件进行加固,开展碳纤维网格加固梁正截面破坏试验研究,并与未加固梁试验结果进行对比分析。结果表明:在试验荷载作用下未加固梁、无损伤加固梁和有损伤加固梁均发生了正截面破坏;无损伤加固梁和有损伤加固梁开裂荷载相当,但裂缝特点不同;加载过程中无损伤加固梁的变形小于有损伤加固梁和未加固梁的;荷载较小时,有损伤加固梁与未加固梁跨中挠度相当,随着荷载的增加,有损伤加固梁的变形开始小于未加固梁;无损伤加固梁和有损伤加固梁的抗弯承载力较未加固梁分别提高了13.6%和16.7%;卸载时,加固梁的变形出现了明显的回弹现象;加载过程中未出现界面剥离问题。研究结果可为评估碳纤维网格在桥梁工程中的加固效果提供参考。

不同树脂处理的碳纤维网格对混凝土梁加固效果的影响

碳纤维网格加固系统能够在几乎不增加结构截面面积的条件下实现对既有建筑的加固。基于碳纤维网格的加固优势和生产工艺探究了使用不同树脂(高弹性模量、中等弹性模量、低弹性模量)生产的碳纤维网格对混凝土梁的加固效果。结果表明,碳纤维网格在横纵双向均能为既有建筑提供优异的加固效果,同时使用高弹性模量树脂生产的碳纤维网格与湿法喷射聚合物砂浆的握裹力强度最高,为2.68 GPa。三种不同弹性模量生产的碳纤维网格分别对混凝土梁的抗折强度提升了99.12%(高弹性模量树脂)、53.51%(中等弹性模量树脂)、3.51%(低弹性模量树脂)。基于碳纤维网格在生产、施工、应用中可进行卷曲、转角、异性结构粘贴等要求,碳纤维网格的柔韧性应为适中状态,既能保证对既有建筑的加固效果,又能满足生产施工等要求。

碳纤维网格复合层在桥梁加固中的应用

以福建省某国道桥梁加固工程为背景,针对桥梁主要受力构件出现结构性缺陷,利用有限元软件计算,分析缺陷成因并提出采用碳纤维网格复合层加固的方法。碳纤维网格与配套高强砂浆组成的复合层充分发挥了两种材料的性能,对桥梁结构加固起到很好的作用;目前该加固技术的施工工艺已日渐成熟,适合在桥梁加固工程中推广。

公路大桥T梁维修工程中碳纤维网格加固技术分析

公路桥梁项目在长期运营和使用中,会产生各种质量问题,必须采取有效措施加以解决。文章以永宁黄河公路大桥项目为例,分析了公路桥梁的质量问题,重点研究了T梁维修碳纤维网格加固技术,同时,总结了施工注意事项,以期为同类项目维修中有效应用碳纤维网格加固技术提供借鉴和参考。

碳纤维复合材料缠绕修复的压力管道断裂分析

采用耦合的有限元-无网格Galerkin数值算法,计算了碳纤维增强型复合材料缠绕修复的压力管道横向贯穿裂纹以及横向椭圆型表面裂纹前沿应力强度因子,据此分析了碳纤维增强型复合材料套袖长度对压力管道裂纹应力强度因子的影响。结果表明,本文所提算法能有效计算三维问题应力强度因子;含裂纹压力管道采用碳纤维增强型复合材料缠绕修复后,裂纹前沿的应力强度因子显著降低;修复套袖越长,修复效果越显著,但套袖长度超过一定范围后,应力强度因子的降低趋于缓慢,对修复效能的进一步提高贡献甚微。

碳纤维螺旋桨自动铺放成形轨迹规划方法

螺旋桨曲面为高阶自由曲面,故以四丝束碳纤维螺旋桨曲面铺放装置为平台,进行了碳纤维铺放成形轨迹规划的研究。依据船用定距桨桨叶曲面轨迹规划的要求,针对传统曲面网格和轨迹铺放法的低精度缺陷,提出了基于拉普拉斯网格优化、等弧长曲面分层的轨迹优化铺放算法,并完成了算法仿真和实物验证。结果表明,该轨迹规划方法能满足碳纤维螺旋桨的铺放要求。